基于非接触式电能传输系统的信息交互装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于非接触式能量传输系统的信息交互装置和方法，用以解决现有技术中非接触式能量传输系统位置偏移及由此引起的待机损耗大、电能传输效率低的问题。所述基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，包括采集与处理模块、通信模块和控制模块，通过采集与处理模块采集信息，通过通信模块传输信息，通过控制模块对所采集的信息生成控制信息并输出对应的驱动信号。本发明专利技术有效地减小了非接触式能量传输系统的待机损耗，节省了充电时间，同时实现了充电电池过压过流保护，可以避免非接触能量传输系统在能量发送端和能量接收端发生较大偏移时仍进行低效率电能传输的工作状态，实现系统高效能量传输。

Information exchange device and method based on contactless power transmission system

The invention provides an information interactive device and method based on the non-contact energy transmission system, which is used to solve the problems of the non-contact energy transmission system position shift in the prior art, the large standby loss and the low power transmission efficiency caused thereby. The information exchange device based on the non-contact energy transmission system includes the acquisition and processing module, the communication module and the control module. The information is collected by the acquisition and processing module, and transmitted by the communication module. The control module generates the control information for the collected information and outputs the corresponding drive signal. The invention effectively reduces the standby loss of the non-contact energy transmission system, saves the charging time, and realizes the over-voltage and over-current protection of the charging battery, which can avoid the working state of the non-contact energy transmission system in which the energy transmission end and the energy receiving end are deviated greatly, so as to realize the high-efficiency energy transmission of the system.

【技术实现步骤摘要】
基于非接触式电能传输系统的信息交互装置及方法
本专利技术属于电能传输领域，具体涉及一种基于非接触式电能传输系统的信息交互装置及方法。
技术介绍
非接触式电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量(如电磁场能、激光、微波及机械波等)，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输。目前，借助高频电磁场实现电能发射端向负载端无线供电的感应电能传输技术因其便利性已成功应用于电动汽车、有轨电车以及无人搬运车等无线充电等场合。现有技术中，基于高频电磁场的非接触式电能传输，通过安装于地面的电能传输端与安装于各种移动交通工具或设备底盘的接收端来进行。但是，无论是对于有固定运行轨迹的有轨电车还是运行灵活的电动汽车以及无人搬运小车，都存在安装于车体底部的电能接收线圈与安装于地面电能传输侧线圈位置偏移问题，进而导致磁场耦合效果以及电能传输效率下降。
技术实现思路
为了提高非接触式电能传输的效率，克服传输线圈位置偏移导致磁场耦合效果不好的问题，本专利技术提供了一种基于非接触式电能传输系统的信息交互装置及方法，有效地减少非接触式能量传输系统的待机损耗，提高能量传输效率的同时，节省充电时间。考虑到实际应用中可能存在的干扰和安全问题，采用红外和WIFI相结合的方式，提高了系统的冗余程度和能量传输的稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本专利技术提供了一种基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，所述非接触式能量传输系统包括能量接收电路、能量发射电路，所述基于非接触式能量传输系统的信息交互装置包括：采集与处理模块、通信模块、以及控制模块；所述采集与处理模块，与所述能量接收电路和所述通信模块相连，用于采集能量接收电路中指定位置处采集数据，并对采集数据进行处理得到控制信号，发送给通信模块；所述通信模块，还与所述控制模块相连，用于将所述采集数据和控制信号传输到控制模块；所述控制模块，还与所述能量发射电路相连，用于对所述采集数据和控制信号进行运算处理，生成驱动信号并开始充电，完成能量接收电路与能量发射电路的信息交互。上述方案中，所述装置还包括：电源模块；所述电源模块用于给所述信息交互装置供电。上述方案中，所述通信模块包括车载子模块和地面子模块；所述车载子模块与所述采集与处理模块相连，用于接收采集数据与控制信号；所述地面子模块与所述控制模块相连，用于将采集数据与控制信号发送给所述控制模块；当车辆驶向充电线圈时，所述车载子模块与所述地面子模块通过红外和WIFI完成信息传输，同时在信息传输的过程中完成车载线圈与充电线圈的精准定位。上述方案中，所述采集与处理模块进一步用于采集输出电压的第一模拟信号、输出电流的第二模拟信号并转换为对应的第一数字信号和第二数字信号作为采集数据，并用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行数据处理得到控制信号，并将所述采集数据和控制信号发送给所述通信模块。上述方案中，所述控制模块进一步用于根据所述采集数据与控制信号生成并输出驱动信号，驱动能量发射电路向所述接收模块传输能量。上述方案中，所述控制模块还用于根据所述采集数据和控制信号控制功率因数校正电路和逆变输出等效电压。本专利技术还提供了一种基于非接触式能量传输系统的信息交互方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1，采集与处理模块采集能量接收模块指定位置处电压和电流数据作为采集数据，并对采集数据进行处理得到控制信号，发送给通信模块；步骤S2，当检测到车载侧电压过低，控制信号为充电指令，车辆驶向充电线圈上方时，所述通信模块将所接收到的采集数据与充电指令发送给控制模块；步骤S3，所述控制模块对采集数据和控制信号进行运算处理，生成驱动信号，开始充电；步骤S4，充电完成，采集与处理模块检测到车载侧电压为饱和时，所述控制信号为已充满指令，车辆驶离充电线圈上方，完成信息交互。上述方案中，所述步骤S1进一步包括：步骤S11，采集与处理模块采集车载侧电池电路中指定位置处输出电压的第一模拟信号、输出电流的第二模拟信号并转换为对应的第一数字信号和第二数字信号作为采集数据，并对第一数字信号和第二数字信号进行数据处理得到控制信号，再将所述采集数据和控制信号发送给所述通信模块车载子模块；步骤S12，所述通信模块车载子模块将所述采集数据和控制信号通过无线传输的方式，传输给通信模块地面子模块；当车辆驶向充电线圈时，所述车载子模块与所述地面子模块通过红外和WIFI完成信息传输，同时在信息传输的过程中完成车载线圈与充电线圈的精准定位。上述方案中，所述步骤S3中生成驱动信号开始充电，进一步为，控制模块根据所述采集数据与控制信号生成并输出驱动信号，驱动能量发射电路向所述接收模块传输能量。上述方案中，所述步骤S3进一步包括：根据控制信号控制功率因数校正电路和逆变输出等效电压，实现电压调节和保护。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例的基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，包括采集与处理模块、通信模块和控制模块，通过采集与处理模块采集信息，通过通信模块传输信息，通过控制模块对所采集的信息生成控制信息并输出对应的驱动信号。本专利技术有效地减小了非接触式能量传输系统的待机损耗，节省了充电时间，同时实现了充电电池过压过流保护，可以避免非接触能量传输系统在能量发送端和能量接收端发生较大偏移时仍进行低效率电能传输的工作状态，实现系统高效能量传输。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互装置结构示意图；图2本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互装置中采集与处理模块结构示意图；图3为本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互装置中通信模块结构示意图；图4为本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互装置中控制模块结构示意图；图5为本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互装置使用状态示意图；图6为本专利技术实施例基于非接触式能量传输系统的信息交互方法流程示意科。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，所述非接触式能量传输系统包括能量接收电路、能量发射电路，其特征在于，所述基于非接触式能量传输系统的信息交互装置包括：采集与处理模块、通信模块、以及控制模块；/n所述采集与处理模块，与所述能量接收电路和所述通信模块相连，用于采集能量接收电路中指定位置处采集数据，并对采集数据进行处理得到控制信号，发送给通信模块；/n所述通信模块，还与所述控制模块相连，用于将所述采集数据和控制信号传输到控制模块；/n所述控制模块，还与所述能量发射电路相连，用于对所述采集数据和控制信号进行运算处理，生成驱动信号并开始充电，完成能量接收电路与能量发射电路的信息交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，所述非接触式能量传输系统包括能量接收电路、能量发射电路，其特征在于，所述基于非接触式能量传输系统的信息交互装置包括：采集与处理模块、通信模块、以及控制模块；
所述采集与处理模块，与所述能量接收电路和所述通信模块相连，用于采集能量接收电路中指定位置处采集数据，并对采集数据进行处理得到控制信号，发送给通信模块；
所述通信模块，还与所述控制模块相连，用于将所述采集数据和控制信号传输到控制模块；
所述控制模块，还与所述能量发射电路相连，用于对所述采集数据和控制信号进行运算处理，生成驱动信号并开始充电，完成能量接收电路与能量发射电路的信息交互。


2.根据权利要求1所述的基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，其特征在于，所述装置还包括：电源模块；所述电源模块用于给所述信息交互装置供电。


3.根据权利要求1所述的基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，其特征在于，所述通信模块包括车载子模块和地面子模块；
所述车载子模块与所述采集与处理模块相连，用于接收采集数据与控制信号；所述地面子模块与所述控制模块相连，用于将采集数据与控制信号发送给所述控制模块；
当车辆驶向充电线圈时，所述车载子模块与所述地面子模块通过红外和WIFI完成信息传输，同时在信息传输的过程中完成车载线圈与充电线圈的精准定位。


4.根据权利要求1至3任一项所述的基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，其特征在于，所述采集与处理模块进一步用于采集输出电压的第一模拟信号、输出电流的第二模拟信号并转换为对应的第一数字信号和第二数字信号作为采集数据，并用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行数据处理得到控制信号，并将所述采集数据和控制信号发送给所述通信模块。


5.根据权利要求1至3任一项所述的基于非接触式能量传输系统的信息交互装置，其特征在于，所述控制模块进一步用于根据所述采集数据与控制信号生成并输出驱动信号，驱动能量发射电路向所述接收模块传输能量。

【专利技术属性】
技术研发人员：刁利军，刁雪梅，李兵，梅伟耀，刁利坚，张艳，
申请(专利权)人：北京交通大学，北京同力智达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11